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dans le contrôle de l’instabilité microsatellitaire des
cancers colorectaux héréditaires
Pascale Palassin
To cite this version:
THÈSE POUR OBTENIR LE GRADE DE DOCTEUR
DE L’UNIVERSITÉ DE
MONTPELLIER
En Sciences Biologiques pour la Santé
École doctorale CBS2
Unité de recherche INSERM U1194
Présentée par Pascale PALASSIN
le 24 novembre 2017
sous la direction de Stéphan JALAGUIER
Devant le jury composé de
Simon GALAS, PU, Université Montpellier, Institut des Biomolécules Max Mousseron Alex DUVAL, DR, Centre De Recherche Saint-Antoine INSERM UMR S 938
Sylviane OLSCHWANG, PU-PH, Aix-Marseille Université, CHU Marseille, INSERM UMR S 910 David TOUGERON, PU-PH, Université Poitiers, EA 4331, CHU Poitiers
Stéphan JALAGUIER, CR, IRCM, INSERM U1194
Audrey CASTET-NICOLAS, MCU-PH, Université Montpellier, CHU Montpellier, INSERM U1194 Vincent CAVAILLES, DR, IRCM, INSERM U1194
Président Rapporteur Rapporteur Examinateur Directeur de thèse Co-directeur de thèse Co-directeur de thèse
E tude du rôle d u corégulateur transcriptionnel RIP 140
dans le contrôle de l’instabilité microsatellitaire
Je tiens ici à remercier toutes les personnes sans qui cette thèse n’aurait pu être possible. Mes remerciements s’adressent en premier lieu aux membres du jury pour avoir accepté de juger ce travail.
Madame le Docteur Sylviane Olschwang et Monsieur le Docteur Alex Duval, je vous remercie tout particulièrement d’avoir pris le temps de lire, corriger et évaluer ce travail. Vos qualités scientifiques et médicales respectives vous précèdent et votre présence dans ce jury m’honore.
Monsieur le Docteur Simon Galas, vous avez accompagné mes premiers pas dans la recherche et vous présidez la concrétisation de ce parcours. Je vous suis sincèrement reconnaissante d’avoir accepté de présider ce jury.
Monsieur le Docteur David Tougeron, je vous remercie de participer à ce jury en qualité d’examinateur. Votre expertise clinique dans le domaine d’étude honore ce travail.
Je tiens ensuite à adresser mes remerciements à ceux qui ont encadré mes travaux de thèse.
Stéphan, je te remercie d’avoir accepté de diriger cette thèse. Tes qualités scientifiques, pédagogiques et linguistiques m’ont toutes été du plus grand secours, à chaque étape de ce travail. J’ose encore croire que la persévérance vient à bout de tout.
Audrey, tu es à l’origine de ma venue dans ce laboratoire de recherche qui a permis la réalisation de ce travail et un pas de plus vers mon objectif. Je te remercie de ton attention, de ton soutien et de ta confiance.
Pourquier d’avoir suivi et encouragé la progression de ce travail en qualité de membres du comité de suivi de thèse.
Mes remerciements s’adressent également à tous les membres de l’équipe SHeC qui ont contribué à rendre ces années de travail si agréables !
Cathynou, tu vois, ce n’était qu’une question d’organisation ! Je te remercie pour tes conseils, ta patience, ta lucidité et ton amitié.
Marion, merci, merci ! Chose promise, chose due ! Je te dois beaucoup et je te remercie d’avoir accepté de répondre à mes (trop) nombreuses sollicitations !
Sandrine, Sandrinou !!! Si aucun filtre ne me limitait, je dirais que tu es un peu ma « maman » du labo ! Merci d’avoir toujours su être là quand il le fallait.
Abdel, je te remercie pour tous tes conseils, ta patience et ta présence, voilà au moins des choses qui n’ont pas servi à rien !
Nour et Mouna, mes co-doctorantes, que de rires et de pleurs partagés ! Je ne vous souhaite que le meilleur pour la suite !
L’amitié est irremplaçable. Je tiens à remercier mes amis qui ont toujours été présents. Je retire beaucoup de fierté, de bonheur et de joie de vivre de vous avoir comme amis. Je pense particulièrement à Marine, Lolotte, Adeline, Noémie, Fabrice, Jérémy, Ben, Stéph, Inès, ainsi qu’à la famille Constans dans son intégralité.
Que ma mère et mon frère reçoivent également tous les remerciements qu’ils méritent. Je sais que pour vous ce qui compte le plus c’est que je sois heureuse et vous y contribuez ! Victor, oserais-je te dire que je ne suis pas sûre d’en avoir fini avec les exams…
1
–Université de Montpellier – Ecole Doctorale CBS2 2017–
PREAMBULE
Le cancer colorectal est une problématique majeure de santé publique dont les voies moléculaires de la tumorigenèse sont connues depuis de nombreuses années. Les données s’accumulent, les technologies progressent et les questions, bien que différentes, sont toujours aussi nombreuses. Les formes familiales, minoritaires, représentent un intérêt scientifique majeur par les signatures génétiques qu’elles permettent de mettre en évidence. L’histoire du syndrome de Lynch que nous aborderons dans ce manuscrit illustre la nécessité de transfert entre les observations cliniques et les recherches fondamentales.
L’équipe Signalisation Hormonale et Cancer, dirigée par le docteur Vincent Cavaillès, s’intéresse à la régulation transcriptionnelle impliquée dans les pathologies cancéreuses, notamment digestives. Le corégulateur transcriptionnel RIP140 est aujourd’hui connu pour être un facteur de bon pronostic des cancers colorectaux sporadiques. Ce travail étudie le rôle de ce corégulateur dans la problématique des cancers colorectaux familiaux, de la réparation de l’ADN et du syndrome de Lynch. Ce projet a été financé pendant deux ans par l’INCa dans le cadre d’un «Soutien à la formation à la recherche translationnelle en cancérologie» du Plan Cancer 2014-2019. La troisième année a été supportée par l’ARS Occitanie dans le cadre d’un contrat d’«Année de recherche» de l’internat en pharmacie.
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–Université de Montpellier – Ecole Doctorale CBS2 2017–
TABLE DES MATIERES
PREAMBULE ... 1
TABLE DES MATIERES ... 3
TABLE DES FIGURES ... 7
LISTE DES TABLEAUX ... 9
GLOSSAIRE DES ABREVIATIONS ... 11
INTRODUCTION ... 15
1. Le cancer colorectal ... 15
1.1. Généralités ... 15
1.1.1. Epidémiologie ... 15
1.1.2. Particularités de l’épithélium colique et nomenclature ... 16
1.1.3. Facteurs de risque, dépistage et diagnostic ... 18
1.1.3.1. Facteurs de risque ... 18
1.1.3.2. Dépistage ... 19
1.1.3.3. Diagnostic ... 19
1.2. Stades et prise en charge thérapeutique ... 20
1.2.1. Stades ... 20
1.2.2. Prise en charge thérapeutique ... 22
1.2.2.1. Mécanismes d’action des molécules thérapeutiques ... 22
1.2.2.1.1. Cytotoxiques conventionnels ... 22
1.2.2.1.2. Agents de thérapie ciblée ... 23
1.2.2.2. Recommandations de traitement ... 25
1.2.2.2.1. Cancer colorectal non métastatique ... 25
1.2.2.2.2. Cancer colorectal métastatique (mCCR) ... 26
1.3. Le syndrome de Lynch ... 28
1.3.1. Définition et bases moléculaires ... 28
1.3.2. Caractéristiques et spectre du syndrome de Lynch ... 33
1.3.3. Particularités de la prise en charge et surveillance ... 36
1.3.4. Lynch Like Syndrome ... 40
2. Bases moléculaires du cancer colorectal ... 42
2.1. Caractéristiques des cellules cancéreuses... 42
2.2. Phénotypes moléculaires d’instabilité génomique ... 44
4
2.2.2. Instabilité microsatellitaire ... 46
2.2.3. Phénomènes épigénétiques ... 49
2.3. Voies de signalisation impliquées dans les cancers colorectaux ... 52
2.3.1. La voie Wnt/ β-caténine ... 53
2.3.2. La voie du TGFβ ... 55
2.3.3. La voie p53 ... 55
2.3.4. La voie de l’Epidermal Growth Factor (EGF) ... 56
2.3.4.1. La voie Ras/Raf/MAPK ... 57
2.3.4.2. La voie PI3K/AKT... 58
2.4. Sous-groupes moléculaires des cancers colorectaux ... 61
3. La réparation de l’ADN ... 63
3.1. O6-méthylguanine-DNA méthyltransférase (MGMT) ... 65
3.2. Le système de réparation par excision de base (BER) ... 66
3.3. Le système de réparation par excision de nucléotide (NER) ... 68
3.4. Réparation des cassures double brin (DSBR) ... 69
3.4.1. La jonction des extrémités non homologues (NHEJ) ... 70
3.4.2. La recombinaison homologue (HR) ... 71
3.5. Le système de réparation des mésappariements (MMR) ... 72
3.5.1. Composition ... 72
3.5.2. La réparation des mésappariements ... 75
3.5.3. Fonctions non canoniques ... 78
3.5.4. Efficacité des agents cytotoxiques et système MMR ... 80
3.5.5. Implication dans le traitement du CCR ... 83
3.5.6. Régulation d’expression ... 84
3.6. Les polymérases translésionnelles (TLS) ... 86
3.6.1. Caractéristiques des polymérases translésionnelles ... 86
3.6.2. Fonctions... 87
3.6.3. Efficacité des agents cytotoxiques et TLS ... 91
3.6.4. Régulation d’expression ... 93
4. Le corégulateur transcriptionnel RIP140 ... 95
4.1. Généralités sur les récepteurs nucléaires ... 95
4.2. Structure et fonctions in vitro ... 95
4.3. Implications physiopathologiques ... 99
4.3.1. Métabolisme énergétique ... 100
4.3.2. Inflammation ... 102
4.3.3. Ovulation et développement de la glande mammaire ... 103
5
–Université de Montpellier – Ecole Doctorale CBS2 2017–
4.4. Implication dans les cancers ... 106
4.4.1. Cancers gynécologiques ... 106 4.4.2. Cancers digestifs ... 108 4.4.2.1. Foie ... 108 4.4.2.2. Estomac ... 108 4.4.2.3. Intestin et côlon ... 109 OBJECTIFS ... 113 RESULTATS ... 119
1. Régulation du complexe MutSα par RIP140 et ses conséquences ... 119
1.1. Introduction ... 119
1.2. Article ... 119
1.3. Résultats annexes ... 121
1.3.1. Autres gènes MMR ... 121
1.3.2. Lignées résistantes ... 122
1.3.3. Autre niveau de dialogue entre RIP140 et le complexe MutSα ... 125
2. Régulation transcriptionnelle du gène POLK par RIP140 ... 129
2.1. Introduction ... 129
2.2. Article ... 129
2.3. Résultats annexes ... 131
3. Développement d’outils ... 135
3.1. Introduction ... 135
3.2. Anticorps spécifique anti-RIPMSI ... 135
3.2.1. Matériels et méthodes ... 135
3.2.2. Résultats ... 139
3.3. Invalidation de RIP140 par CRISPR-Cas9 ... 141
3.3.1. Matériels et méthodes ... 142
3.3.2. Résultats ... 143
DISCUSSION ... 147
1. Mécanismes moléculaires des régulations mises en évidence ... 147
1.1. Régulation transcriptionnelle des gènes MMR ... 147
1.2. Autres mécanismes de régulation des gènes MMR ... 148
1.3. Régulation de l’expression du gène POLK ... 149
2. Sensibilité aux molécules cytotoxiques ... 150
6
2.2. Sensibilité aux molécules utilisées dans le traitement du CCR ... 151
2.3. Réponse à d’autres agents cytotoxiques ... 152
3. Conséquences sur la stabilité du génome ... 153
4. Autres effecteurs de RIP140 dans la réparation de l’ADN ... 154
5. Rôle de RIP140 dans le lien entre œstrogènes, MMR et syndrome de Lynch ... 157
5.1. Dans le cancer colorectal ... 157
5.2. Dans les cancers gynécologiques ... 157
6. La mutation RIPMSI dans les pathologies tumorales ... 158
6.1. Mise en évidence et pertinence clinique ... 158
6.2. Autres moyens de détection de la mutation de RIP140 ... 159
6.3. La mutation RIPMSI dans les cancers ... 160
6.4. Autres altérations connues du gène RIP140 ... 161
CONCLUSION ... 161
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TABLE DES FIGURES
Figure 1 Représentation schématique de la muqueuse colique ... 16
Figure 2 Anticorps monoclonaux anti-EGFR et effecteurs de la signalisation ... 24
Figure 3 Stratégies de continuité des soins du cancer colorectal métastatique ... 27
Figure 4 Implication des différentes altérations constitutionnelles des gènes MMR ... 30
Figure 5 Evénements moléculaires lors du développement d’un CCR dans le LS ... 32
Figure 6 Développement du syndrome de Lynch au niveau cellulaire ... 33
Figure 7 Modèle de susceptibilité du CCR ... 34
Figure 8 Stratégie diagnostique du syndrome de Lynch ... 37
Figure 9 Dichotomisation du HNPCC en fonction du statut MSI ... 41
Figure 10 Caractéristiques des cellules cancéreuses ... 43
Figure 11 Nombre de mutations somatiques dans les cancers humains ... 48
Figure 12 Sous-groupes de CCR en fonction des status MSI et CIMP ... 50
Figure 13 Rôle des micro-ARN dans la pathogenèse du CCR ... 51
Figure 14 Altérations génétiques et tumorigenèse colorectale ... 52
Figure 15 Représentation schématique de la voie Wnt/β-caténine ... 54
Figure 16 Mutations des voies de signalisation en fonction du phénotype de CCR ... 59
Figure 17 Fréquence estimée des lésions de l’ADN et des mutations associées par jour ... 64
Figure 18 O6-MéthylGuanineMéthylTransférase MGMT ... 66
Figure 19 Le système de réparation par excision de base (BER) ... 67
Figure 20 Le système Nucleotide Excision Repair (NER) ... 68
Figure 21 Le système de jonction des extrémités non homologues (NHEJ) ... 70
Figure 22 Le système MMR reconstitué ... 76
Figure 23 Structure d'ADN non-B ... 89
Figure 24 Fonctions non canoniques des TLS de la famille Y ... 90
Figure 25 Facteurs impliqués dans la régulation d’expression des polymérases ... 94
Figure 26 Domaines répresseurs de RIP140 ... 96
Figure 27 Modifications post-traductionnelles de RIP140 ... 97
Figure 28 Gènes cible régulés par RIP140 et fonctions associées ... 99
Figure 29 Rôle de RIP140 dans le tissu adipeux... 101
Figure 30 Expansion du cumulus oosphorus nécessaire à l'ovulation ... 103
Figure 31 Importance de RIP140 dans le développement de la glande mammaire ... 104
Figure 32 Signalisation nucléaire de RIP140 dans différents cancers ... 110
Figure 33 Effet de RIP140 sur l’expression de MSH3, PMS2 et MLH1 ... 121
Figure 34 Expression de MSH2 et MSH6 dans des clones HCT116 résistants au SN38 ... 123
8 Figure 36 Expression des gènes RIP140 et MMR au sein de cellules HT29 résistantes au SN38 . 124
Figure 37 Proximité de localisation nucléaire de RIP140 avec les protéines MSH2 et MSH6 .... 125
Figure 38 Courbes dose réponse des HCT116 CTRL et p53KO au 5-FU et au SN38 ... 131
Figure 39 Régulation de l’expression de p53 par RIP140 dans différents modèles cellulaires . 132 Figure 40 Protéines de fusion à la GST ... 136
Figure 41 Processus de sélection des phages et production d’anticorps ... 137
Figure 42 Sélection des scFv anti-RIP140 et anti-RIPMSI ... 138
Figure 43 Caractérisation des scFv-Fc en Western Blot des protéines fusionnées à la GST ... 139
Figure 44 Caractérisation des scFv-Fc en immunofluorescence ... 140
Figure 45 Séquence codante du gène RIP140 et positionnement des ARN guide ... 142
Figure 46 Validation d’un clone par séquençage ... 143
Figure 47 Caractérisation d’un clone généré par CRISPR-Cas9 ... 144
Figure 48 Réponse aux dommages, réparation de l’ADN et signalisation ERα ... 156
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–Université de Montpellier – Ecole Doctorale CBS2 2017–
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 Classification TNM/AJCC du cancer colorectal ... 21
Tableau 2 Stades du cancer colorectal en fonction de la classification TNM de la tumeur .... 21
Tableau 3 Critères d’Amsterdam I et II - Critères élargis de Bethesda ... 29
Tableau 4 Hétérogénéité phénotypique des cancers associés aux mutations MMR ... 31
Tableau 5 Risques cumulatifs estimés par cancer en fonction du gène MMR muté ... 35
Tableau 6 Protocole de surveillance du syndrome de Lynch ... 38
Tableau 7 Marqueurs microsatellitaires utilisés pour le diagnostic MSI du CCR ... 47
Tableau 8 Gènes impliqués dans la tumorigenèse colorectale ... 60
Tableau 9 Taxonomie du cancer colorectal ... 62
Tableau 10 Homologues humains des composants du système MMR ... 74
Tableau 11 Substances dont la cytotoxicité est dépendante du statut du système MMR ... 81
Tableau 12 Fonctions connues des polymérases de la famille Y ... 91
Tableau 13 Caractéristiques des clones HCT116 sensibles et résistants au SN38 ... 122
11
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GLOSSAIRE DES ABREVIATIONS
AJCC American Joint Committee on Cancer
ANSM Agence Nationale de Sécurité Sanitaire et des produits de santé
APC Adenomatous Polyposis Coli
ATP Adénosine TriPhosphate
BER Base Excision Repair
CCR Cancer ColoRectal
CK1α Casein Kinase 1α
CIMP CpG Island Methylator Phenotype
CIN Chromosomal INstability
CtBP C-terminal Binding Protein
DSBR Double Strand Break Repair
DFS Disease Free Survival
EGFR Epidermal Growth Factor Receptor
EXO1 Exonuclease 1
FAP Familial Adenomatous Polyposis
5FU 5-Fluoro-Uracile
GSK3β Glycogen Synthase Kinase 3β
HAS Haute Autorité de Santé
HDAC Histone Deacetylase
HNPCC Hereditary Non Polyposis Colon Cancer
hMLH1 human MutL Homologue n°1
hMSH2 human MutS Homologue n°2
hMSH6 human MutS Homologue n°6
hPMS1 Post-Meiotic Segregation 1
hPMS2 Post-Meiotic Segregation 2
HR Homologous Recombination
ICM Institut régional du Cancer de Montpellier
IDL Insertion Deletion Loop
IHC Immunohistochimie
INCa Institut National du Cancer
12
IRCM Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier
KRAS Kirsten Rat Sarcoma Viral Oncogen Homolog
LDL Low Density Lipoprotein
LEF Lymphoid Enhanced Factor
LLS Lynch Like Syndrom
LOH Loss Of Heterozygosity
LRP LDL-Related Protein
MAP MUTYH Associated Polyposis
MMR Mismatch Repair
MSI MicroSatellite Instability
MSI-H Microsatellite Instability-High
MSS MicroSatellite Stability
NHEJ Non-Homologous End Joining
NER Nucleotide Excision Repair
NRIP1 Nuclear Receptor Interacting Protein 1
OMS Organisation Mondiale de la Santé
OS Overall Survival
PFS Progression Free Survival
PCNA Proliferating Cell Nuclear Antigen
qPCR quantitative Polymerase Chain Reaction
RFC Replication Factor C
RCP Réunion de Concertation Pluridisciplinaire
RF Resistance Factor
RIP140 Receptor Interacting Protein of 140 kDa
RPA Replication Protein A
RT Reverse Transcription
SSA Single Strand Annealing
TCF T-Cell Factor
TGF-β Tumor Growth Factor beta
TP53 Tumor Protein 53
UTR UnTranslated Region
13
15
INTRODUCTION
1. Le cancer colorectal
1.1. Généralités
1.1.1. Epidémiologie
Le cancer colorectal est une pathologie hétérogène causée par des facteurs génétiques et environnementaux. Il s’agit du troisième cancer le plus fréquent en France et dans le monde. L’incidence est estimée à 43 068 nouveaux cas par an en France. Il est le deuxième cancer le plus fréquent chez la femme, après le cancer du sein et le troisième chez l’homme, après ceux du poumon et de la prostate (Ferlay et al., 2015). Il représente la deuxième cause de mortalité par cancer avec 17 833 décès estimés en 2015. Le taux de survie à 5 ans du cancer colorectal, tous stades confondus, est estimé à 63%. Cependant cette survie à 5 ans n’est plus que de 13% lors d’un diagnostic au stade IV, métastatique. L’âge médian au moment du diagnostic est de 71 ans pour les hommes et 75 ans pour les femmes (INCa).
Le risque accru de ce cancer s’explique notamment par l’exposition réitérée de cet organe à de nombreuses substances toxiques, mais aussi par l’importante capacité de renouvellement de l’épithélium colique, où les tumeurs se développent dans 65% des cas. Elles affectent l’épithélium rectal dans 35% des cas.
Bien que les formes sporadiques soient les plus fréquentes, environ 15% des cancers colorectaux surviennent dans un contexte familial. Dans ce contexte, les formes héréditaires avec une mutation germinale identifiée ne représentent que 2 à 5% de tous les cancers colorectaux, dont la polypose adénomateuse familiale (FAP) et le syndrome de Lynch sont les plus fréquents (respectivement 1% et 2 à 3%) (Jasperson et al., 2010). La FAP se caractérise par le développement de milliers de polypes adénomateux qui évoluent en cancer colorectal en l’absence de traitement. Elle est due à une mutation germinale autosomique dominante du gène APC (Bisgaard et al., 1994), même s’il existe des formes dues à des mutations de novo (Zeichner et al., 2012). Il existe une forme atténuée (AFAP Attenuated Familial Adenomatous
Polyposis) qui se caractérise par un nombre réduit de polypes (10 à 100) apparaissant à un âge
La dénomination de cancer héréditaire non polyposique peut correspondre, selon l’acception prédominante, au syndrome de Lynch. Cette pathologie est due à une première mutation germinale autosomique dominante d’un des gènes du système de réparation des mésappariements de l’ADN, le système Mismatch repair (MMR). Cette première mutation est suivie, au cours de la vie, d’une mutation somatique du second allèle conduisant à la perte totale d’expression de la protéine MMR concernée. Cette perte d’expression entraîne un dysfonctionnement global du système avec pour principale conséquence l’instabilité des régions microsatellitaires qui caractérise le syndrome de Lynch (Sehgal et al., 2014).
1.1.2. Particularités de l’épithélium colique et nomenclature
A la différence de l’intestin, l’épithélium de surface du côlon ne présente pas de microvillosités. L’épithélium est principalement constitué de cellules caliciformes, d’entérocytes et de cellules indifférenciées (Figure 1) (Booth and Potten, 2000). Les cellules caliciformes, cellules glandulaires à sécrétion muqueuse, lubrifient le tube digestif. Cet ensemble cellulaire définit un épithélium monostratifié, prismatique simple, dépourvu de cellules de Paneth, connues au sein de l’épithélium intestinal pour secréter des agents antimicrobiens, tels que les défensines ou le lysozyme.
Figure 1 Représentation schématique de la muqueuse colique
17
L’ensemble formé par l’épithélium invaginé et le chorion représente l’unité fonctionnelle du côlon, les glandes ou cryptes de Lieberkühn qui sont des glandes séro-muqueuses, tubuleuses droites s’ouvrant entre les villosités intestinales. Le côlon adulte contient 107 cryptes qui se composent chacune de 1000 à 4000 cellules. Une crypte et sa villosité associée constituent la plus petite unité d’auto-renouvellement de l’épithélium. La durée de vie des entérocytes et des cellules caliciformes est de 5 jours. L’épithélium colorectal humain se renouvelle intégralement tous les 2 à 3 jours (Okamoto and Watanabe, 2004). Le renouvellement résulte de la multiplication et de la différenciation des cellules souches situées à la base des glandes de Lieberkühn. L’élimination des cellules en fin de vie se fait par desquamation apicale. Le fort potentiel réplicatif de l’épithélium intestinal explique en partie le risque accru de mutations potentielles et de développement de cancer.
1.1.3. Facteurs de risque, dépistage et diagnostic
1.1.3.1. Facteurs de risque
La répartition géographique mondiale des cancers colorectaux illustre l’importance du mode de vie « occidental » dans la prévalence de ces cancers. En effet, une part des facteurs de risque sont inhérents à la personne et à son histoire familiale, tels que l’âge, les antécédents de polypes coliques, de cancer colorectal ou encore de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. Néanmoins, les facteurs environnementaux comme l’alimentation, le tabagisme (Liang et al., 2009), la consommation d’alcool (Fedirko et al., 2011) et la sédentarité sont des facteurs de risque majeurs (Brenner et al., 2013). L’obésité, le diabète, une consommation excessive de viande rouge et une alimentation trop riche en graisses en font partie (Chan et al., 2011; Ma et al., 2013). L’alimentation peut également être, dans une moindre mesure, source de facteurs protecteurs lorsqu’elle est riche en fruits et légumes, en fibres et en produits frais (Aune et al., 2011). Le risque de développer un cancer colorectal est inversement associé à la prise ou au taux de vitamine D dans le sang, même si le mécanisme de cet effet protecteur n’est pas clairement défini (Ma et al., 2011). L’exercice physique régulier diminue le risque de cancer colorectal de 40%, indépendamment de l’indice de masse corporelle (IMC) (Boyle et al., 2012; Renehan et al., 2008). Certains médicaments ont été étudiés pour leur rôle potentiel dans la prévention du cancer colorectal. L’utilisation régulière d’acide salicylique (ASA) et d’anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) est associée à une diminution du risque de CCR (Chan et al., 2008). En revanche, des études ont montré l’absence de bénéfice significatif des statines dans la prévention du CCR (Vasen et al., 2013).
L’ensemble des facteurs de risque permet de définir trois niveaux de risque de développer un cancer colorectal.
· Un niveau de risque très élevé concerne les personnes atteintes de formes familiales, liées à une prédisposition génétique, comme le cancer colorectal héréditaire non-polyposique (HNPCC) ou la polypose adénomateuse familiale (FAP).
· Le niveau de risque élevé est défini par un antécédent personnel d’adénome ou de cancer colorectal, un antécédent familial au premier degré de cancer colorectal ou d’adénome de plus de 1 cm avant 65 ans, deux ou plusieurs antécédents familiaux au premier degré de cancer colorectal ou encore une maladie inflammatoire chronique, telles que la rectocolite hémorragique et la maladie de Crohn.
19
1.1.3.2. Dépistage
Un programme de dépistage national a été généralisé en 2009 et concerne les individus asymptomatiques qui présentent un risque modéré de développer un cancer colorectal, soit tout individu âgé de plus de 50 ans. Une évaluation de leur éligibilité à ce dépistage qui correspond à une recherche de sang occulte dans les selles est effectuée par le médecin traitant. Depuis 2015 le dépistage a évolué vers un test immunologique, plus sensible, qui nécessite moins d’échantillons de selles (1 contre 6 avec le précédent test au gaïac) (Guittet et al., 2009). Cette nouvelle procédure de dépistage se veut ainsi moins contraignante à mettre en œuvre et a pour objectif d’améliorer le niveau de participation. Car pour réduire de 15 à 18% le taux de mortalité induite par ce cancer, le taux de participation au dépistage doit excéder les 50%. Il était de 29,3% en 2015-2016 (INCa, 2017). En cas de positivité au test de dépistage, une coloscopie est prescrite (4,5% des cas). Dans le cas contraire, le patient est invité à réitérer le dépistage deux ans plus tard.
1.1.3.3. Diagnostic
1.2. Stades et prise en charge thérapeutique
1.2.1. Stades
Le stade se définit par l’étendue de la dissémination des cellules cancéreuses, selon trois critères :
· La taille et la profondeur de la tumeur : les cellules cancéreuses apparaissent en surface de la muqueuse et envahissent progressivement les couches plus profondes.
· Le nombre de ganglions lymphatiques atteints : ils sont localisés au niveau du tissu adipeux qui entoure le côlon et le rectum.
· Les métastases : qui signent la présence de cellules cancéreuses et le développement tumoral à distance du point initial. Les organes le plus souvent atteints sont le foie, les poumons et le péritoine.
L’ensemble de ces critères permet d’évaluer le score TNM d’une tumeur (pour Tumor,
Nodes and Metastasis) (Tableau 1).
T Tumeur primitive
Tx Renseignements insuffisants pour classer la tumeur primitive
T0 Pas de signes de tumeur primitive
Tis Tumeur in situ : intra-épithélial ou envahissant la lamina propria
T1 Tumeur envahissant la sous-muqueuse
T2 Tumeur envahissant la musculeuse
T3
Tumeur envahissant la sous-séreuse ou les tissus péricoliques ou les tissus péricoliques et périrectaux non péritonéalisés
T4 T4a : Tumeur perforant le péritoine viscéral
T4b : Tumeur envahissant directement les autres organes ou structures
N Adénopathies régionales
Nx Renseignements insuffisants pour classer les adénopathies régionales
N0 Pas de métastase ganglionnaire régionale
N1a Métastase dans un ganglion lymphatique régional
21
N1c
Nodule(s) tumoraux, satellite(s), dans la sous-séreuse ou dans les tissus non-péritonéalisés péricoliques ou périrectaux sans métastase ganglionnaire régionale
N2a Métastases dans 4 à 6 ganglions lymphatiques régionaux
N2b Métastases dans 7 ou plus ganglions lymphatiques régionaux
M Métastase à distance M0 Pas de métastase à distance
M1a
Métastase localisée à un seul organe (foie, poumon, ovaire, ganglion(s) lymphatique(s), autre que régional)
M1b Métastase dans plusieurs organes ou péritonéales
Tableau 1 Classification TNM/AJCC du cancer colorectal
(Union internationale contre le cancer et al., 2010)
Le score TNM identifié permet de définir le stade de la tumeur (Tableau 2).
Stades T N M Stade 0 Tis N0 M0 Stade I T1 N0 M0 T2 N0 M0 Stade IIA T3 N0 M0
Stade IIB T4a N0 M0
Stade IIC T4b N0 M0 Stade III Tous T N1, N2 M0 T1, T2 N1 M0 Stade IIIA T1 N2a M0 T3, T4a N1 M0 Stade IIIB T2, T3 N2a M0 T1, T2 N2b M0 T4a N2a M0 Stade IIIC T3, T4a N2b M0 T4b N1, N2 M0
Stade IVA Tous T Tous N M1a
Stade IVB Tous T Tous N M1b
Tableau 2 Stades du cancer colorectal en fonction de la classification TNM de la tumeur
1.2.2. Prise en charge thérapeutique
La prise en charge thérapeutique est obligatoirement précédée d’un bilan pré-thérapeutique qui met en évidence les comorbidités du patient et évalue son état général, selon l’Indice de Karnofsky ou le Performans Status de l’OMS, ainsi que le statut nutritionnel. Il s’agit d’éléments pronostiques importants, susceptibles de modifier le suivi des recommandations. La chirurgie représente le principal traitement du cancer colorectal, seule préconisée aux stades 0, I et II, en l’absence de facteurs de risque de récidive (Lee et al., 2012). Une radiothérapie est mise en place dans le cancer du tiers inférieur ou moyen du rectum, à titre curatif ou palliatif. La chimiothérapie adjuvante, qui permet de parfaire le traitement chirurgical, commence à être envisagée au stade II à haut risque de récidive. En l’absence de définition consensuelle, l’European Society of Medical Oncology (ESMO) et l’American Society of Clinical Oncology (ASCO) considèrent à haut risque les lésions T4 et moins de 10 à 12 ganglions lymphatiques analysés avec des caractéristiques de haut risque (Benson et al., 2004; Labianca et al., 2013).
1.2.2.1. Mécanismes d’action des molécules thérapeutiques
1.2.2.1.1. Cytotoxiques conventionnels
Le 5-fluorouracile (5-FU) est une molécule cytostatique qui appartient à la classe des antimétabolites, les fluoropyrimidines. Par son analogie de structure avec l’uracile il bloque la synthèse de thymine (base azotée de l’ADN), inhibant ainsi la synthèse d’ADN, ce qui freine la prolifération cellulaire. Le 5-FU est un inhibiteur de la thymidilate synthase qui transforme l’uridine monophosphate en thymidine monophosphate. Il remplace l’uracile dans les molécules d’ARN (sous forme triphosphatée), entraînant des erreurs de lecture lors de la synthèse des protéines. Le sel lévogyre de l’acide folinique, le lévofolinate de calcium (leucovorin), est fréquemment associé au 5-FU. Il potentialise l’inhibition de l’enzyme en stabilisant le complexe formé entre le 5-FU et la thymidylate synthase par l’augmentation du taux de folates intracellulaires (6-méthylène-tétrahydrofolate) qu’il induit. La capécitabine est un précurseur oral du 5-FU. L’enzyme terminale des réactions qui assurent sa conversion en 5-FU est la thymidine phosphorylase, présente à des taux plus importants dans les tissus tumoraux que dans les tissus sains. La capécitabine permet de remplacer le 5-FU, mais ne peut être utilisée en combinaison avec les anti-EGFR.
23
les dérivés hydratés de cette molécule sont capables de former avec l’ADN. Cela interrompt la synthèse d’ADN et induit l’apoptose.
L’irinotécan est un analogue synthétique d’un alcaloïde naturel la camptothécine (CPT-11). Le SN-38 est le métabolite actif de l’irinotécan. Il inhibe spécifiquement l’ADN topoisomérase I. Cette inhibition est spécifique de la phase S et entraîne des lésions simple brin de l’ADN qui bloquent la fourche de réplication de l’ADN et la prolifération cellulaire. Le SN38 est capable d’augmenter l’effet anti-tumoral de molécules telles que le 5-FU, le cisplatine et l’étoposide (pour revue (Panczyk, 2014).
Le TAS-102 (LONSURF®) est une combinaison orale d’un analogue nucléotidique de la thymidine, la trifluridine et d’un inhibiteur de la thymidine phosphorylase, l’hydrochlorure de tipiracil, qui prévient la dégradation de la trifluridine et assure le maintien d’une concentration adéquate en substance active. La trifluridine est le composé cytotoxique de cette combinaison, dont la forme triphosphatée est incorporée à l’ADN assurant ses effets anti-tumoraux (Mayer et al., 2015). Il s’agit d’une nouvelle option en dernière ligne pour les patients qui présentent une maladie évolutive après avoir reçu tous les traitements possibles et disponibles.
1.2.2.1.2. Agents de thérapie ciblée
- Anti-VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) :
Le bévacizumab (AVASTIN®) est un anticorps monoclonal partiellement humanisé qui cible spécifiquement le VEGF-A circulant, auquel il se lie. Il diminue la néoangiogenèse propre à la croissance tumorale. Le bevacizumab augmente l’activité du FOLFIRI et des bolus de LV5FU ou encore de la capécitabine seule, en termes de taux de réponse, d’absence de progression et de survie globale (Kabbinavar et al., 2008). Cependant son efficacité est diminuée chez les patients dont les tumeurs présentent des mutations acquises du gène KRAS (Hurwitz et al., 2009). Le bévacizumab n’est pas recommandé en monothérapie.
L’aflibercept (EYLEA®) est une protéine de fusion recombinante qui contient des fragments de liaison au VEGF provenant des domaines extracellulaires des récepteurs VEGF humains 1 et 2, fusionnés au fragment Fc de l’IgG1 humaine. Cette protéine de fusion bloque l’activité du VEGF-A et B en se comportant comme un récepteur soluble de haute affinité qui piège les ligands, empêchant leur liaison aux récepteurs endogènes et bloquant la signalisation d’aval. L’aflibercept améliore la survie globale lorsqu’il est associé au FOLFIRI (Van Cutsem et al., 2012).
empêche la liaison des ligands naturels du VEGFR et son activation. Cet anticorps monoclonal a montré son avantage en termes de survie globale lorsqu’il est associé au FOLFIRI en seconde ligne de traitement (Tabernero et al., 2015).
- Anti-EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor) :
Le cétuximab (ERBITUX®) est un anticorps monoclonal chimérique spécifiquement dirigé contre le récepteur de l’EGF. L’affinité de cet anticorps pour l’EGFR est 5 à 10 fois supérieure à celle des ligands endogènes et en bloque ainsi la liaison et l’activation des voies de signalisation en aval (RAS/RAF/MAPK et PI3K/AKT, cf. section 2.3.4). Ces voies de signalisation sont impliquées dans la croissance tumorale, contrôlant différents paramètres cellulaires tels que la prolifération. Les mutations activatrices, indépendantes des signaux de l’EGFR, de KRAS et de BRAF inhibent la réponse au cétuximab des tumeurs présentant ces mutations acquises. Ces observations en font des marqueurs prédictifs de l’efficacité de ces traitements (Van Cutsem et al., 2011) (Figure 2).
Le panitumumab (VECTIBIX®) est un anticorps entièrement humanisé qui se lie spécifiquement et avec une grande affinité au domaine de liaison des ligands naturels de l’EGFR. Cela inhibe son activation par autophosphorylation. Le mécanisme d’action étant le même que celui du cétuximab, le statut de KRAS devra être étudié (Douillard et al., 2010).
Figure 2 Anticorps monoclonaux anti-EGFR et effecteurs de la signalisation
Adapté de (Pritchard and al, 2011)
25
2011). Cependant elles ne sont efficaces que chez une minorité de patients, en l’absence de mutation acquises des gènes KRAS et BRAF. Elles sont généralement bien tolérées, malgré des effets indésirables (rashs cutanés, des nausées et diarrhées) et représentent un coût considérable dans la prise en charge thérapeutique. Une méta-analyse réalisée sur 22 études cliniques a montré l’intérêt d’une analyse étendue des mutations potentielles des gènes KRAS, NRAS et BRAF ainsi que la fonctionnalité de la protéine PTEN, comme biomarqueurs pronostiques du bénéfice escompté des traitements anti-EGFR (Therkildsen et al., 2014). Il n’existe à ce jour pas de preuve de supériorité entre un traitement (anti-VEGF versus anti-EGFR) et un autre (Van Cutsem et al., 2016).
Le Regorafenib (STIVARGA®) est un inhibiteur oral récent de plusieurs kinases impliquées dans le développement et la progression du cancer colorectal, notamment celles impliquées dans l’angiogenèse tumorale (VEGFR1, 2, 3, TIE2), l’oncogenèse (KIT, RET, RAF1, BRAF et BRAFV600E) et le micro-environnement (PDGFR et FGFR). Ce traitement améliore modestement (1 mois) la survie globale par rapport à un placebo et présente des effets indésirables non négligeables. Il offre cependant une option supplémentaire de traitement chez les patients atteints de cancer colorectal métastatique dont la pathologie a progressé malgré toutes les lignes de traitement et qui présentent encore un état général correct (Grothey et al., 2013).
1.2.2.2. Recommandations de traitement
1.2.2.2.1. Cancer colorectal non métastatique
La chimiothérapie adjuvante recommandée à la suite du traitement chirurgical au stade III (tout T, N1-N2, M0) et du stade II à haut risque, associe le 5-fluorouracile (5-FU), l’acide folinique (métabolite actif de l’acide folique) et l’oxaliplatine dans le protocole FOLFOX (mFOLFOX6). Un autre schéma allie la capécitabine avec l’oxaliplatine (CAPOX). Ces deux schémas ont démontré leur efficacité en augmentant la survie en l’absence de maladie (DFS,
Disease Free Survival) à 3 ans de 7% et de 4,4% respectivement, en comparaison au
le bévacizumab (de Gramont et al., 2012) et le cétuximab (Alberts et al., 2012) n’a pas été prouvé.
1.2.2.2.2. Cancer colorectal métastatique (mCCR)
La chimiothérapie peut être qualifiée de néoadjuvante si elle est mise en place avant la chirurgie dans le but de faciliter la résection des métastases. C’est le cas du protocole FOLFOX qui associe le 5-FU, l’acide folinique et l’oxaliplatine. Cette chimiothérapie néoadjuvante permet une augmentation de la survie sans progression et est recommandée pour cette raison, même si elle ne semble pas modifier significativement la survie globale (Nordlinger et al., 2013).
Au stade IV, le but du traitement clairement défini, influence le choix des molécules thérapeutiques et le schéma selon lequel elles seront administrées. Dans ses recommandations de prise en charge, actualisées en juillet 2016, l’ESMO a défini deux groupes de patients atteints de cancer colorectal métastatique (Van Cutsem et al., 2016). Les patients susceptibles de répondre à la chimiothérapie et ceux dont la présentation clinique ne correspond pas aux objectifs de ces traitements intensifs et qui recevront un traitement palliatif. Dans le premier groupe, les patients sont subdivisés en fonction de la résécabilité ou non de la tumeur et des métastases ainsi que de la menace clinique qu’elles représentent. Ces critères modifient la finalité de la chimiothérapie, de cytoréduction suivie de résection empêchant la progression de la maladie, à un « simple » contrôle de la maladie lorsque la résection n’est pas envisageable et que les symptômes cliniques ne sont pas majeurs. Au sein de ces deux sous-groupes, les principaux biomarqueurs qui orientent le traitement sont les statuts de RAS et BRAF (pour détails, cf. section 2.3.4).
27
cetuximab et le panitumumab (anti-EGFR) améliorent les résultats obtenus en combinaison avec les agents de chimiothérapie conventionnels. Ils sont recommandés en première ligne de traitement chez tous les patients, en l’absence de contre-indication (Van Cutsem et al., 2011) mais ne doivent pas être associés à la capécitabine ni aux bolus de 5-FU.
Bien que très ardu à aborder, par la multiplicité des facteurs à prendre en compte et la multitude des schémas de traitement possibles, des preuves concordantes démontrent que, dans la mesure du possible, le traitement du mCCR doit comporter les trois cytotoxiques disponibles et l’ensemble des thérapies ciblées (anti-VEGF, anti-EGFR) (Grothey et al., 2004). Cela permet de comprendre le choix des traitements d’entretien et des éventuelles lignes ultérieures. Les molécules qui n’ont pas été utilisées dans les traitements antérieurs seront recommandées de même que certaines seront reconduites car elles ont été efficaces pour le patient concerné (Van Cutsem et al., 2016) (Figure 3).
Figure 3 Stratégies de continuité des soins du cancer colorectal métastatique
1.3. Le syndrome de Lynch
1.3.1. Définition et bases moléculaires
Le syndrome de Lynch est la forme la plus fréquente de prédisposition au cancer colorectal héréditaire, 1 à 3% de tous les CCR (Peltomäki, 2016). Ce syndrome correspond à une prédisposition héréditaire à un spectre de cancers (cf. section 1.3.2), due à une mutation autosomique dominante affectant un des gènes du système de réparation des mésappariements de l’ADN, le système mismatch repair (MMR) (cf. section 3.1). Les gènes dont les mutations germinales ont été associées au syndrome de Lynch sont MLH1, MSH2, MSH6 et PMS2.
L’histoire de ce syndrome n’est pas simple et les contours n’en sont pas encore clairement définis aujourd’hui. Le système MMR n’avait pas encore été décrit chez l’Homme lors des premières suspicions cliniques d’une prédisposition héréditaire aux cancers colorectaux (Lynch et al., 1966). Le caractère héréditaire de ce syndrome a été réfuté par la communauté médicale jusque dans les années 1990 et l’avènement de la génétique. Ceci permet de comprendre les premières descriptions et les critères d’orientation diagnostique essentiellement cliniques (Tableau 3). Les patients dont l’histoire personnelle et familiale concorde avec les critères d’Amsterdam, établis historiquement en 1991 (Critères d’Amsterdam I), et élargis en 1999 (Critères d’Amsterdam II) (Vasen et al., 1999), sont diagnostiqués atteints d’un cancer colorectal héréditaire non polyposique (HNPCC), défini dans le syndrome de Lynch.
Ce Syndrome de Cancers Familiaux sera renommé par Boland en syndrome de Lynch (Boland and Troncale, 1984). Mais le terme de cancer colorectal non polyposique (HNPCC) reste également employé, initialement dans le but de le distinguer du syndrome familial héréditaire à forte polypose, que nous avons abordé précédemment, la FAP (Familial
Adenomatous Polyposis). Cette dénomination apparaît néanmoins incomplète pour désigner
ce syndrome qui peut affecter d’autres organes que le côlon, même si celui-ci reste majoritaire (Boland, 2005).
29
Critères d’Amsterdam I
(Vasen et al., 1991)
Au moins trois apparentés atteints d’un cancer colorectal histologiquement prouvé :
· Dont un doit être lié au premier degré avec les deux autres · Au moins deux générations successives atteintes
· Au moins un de ces cancers diagnostiqué avant l’âge de 50 ans · Dont la polypose adénomateuse familiale a été exclue
Critères d’Amsterdam II
(Vasen et al., 1999)
Au moins trois apparentés atteints d’un cancer du spectre large du syndrome HNPCC :
· Dont un doit être lié au premier degré avec les deux autres · Au moins deux générations successives affectées
· Au moins un cancer associé au syndrome doit avoir été diagnostiqué avant l’âge de 50 ans
· La polypose adénomateuse familiale a été exclue
· Les tumeurs doivent être vérifiées aussi souvent que possible
Critères de Bethesda
(Umar et al., 2004)
Permettent de tester les tumeurs colorectales avec instabilité microsatellitaire (MSI) :
· CCR diagnostiqué chez un patient de moins de 50 ans
· Présence d’autres cancers appartenant au spectre du syndrome de Lynch, en même temps ou non, sans notion d’âge
· CCR avec une importante instabilité microsatellitaire (MSI-H) histologiquement diagnostiquéechez un patient de moins de 60 ans · CCR ou une tumeur associée au syndrome de Lynch avant l’âge de 50 ans
chez au moins un des apparentés du premier degré
· CCR ou une tumeur associée au syndrome, à n’importe quel âge chez deux apparentés du premier ou second degré
Tableau 3 Critères d’Amsterdam I et II - Critères élargis de Bethesda
Adapté de (Lynch et al., 2015)
En effet, les premières analyses génétiques des cancers associés à ce syndrome ont mis en évidence une de leurs caractéristiques fondamentales, l’instabilité microsatellitaire (MSI) (Thibodeau et al., 1993). Elle correspond à une augmentation de la fréquence des mutations acquises par insertion, délétion ou encore de mésappariements, au niveau des séquences microsatellitaires du génome. C’est à peu près à ce moment-là que le système mismatch
repair (MMR) et son fonctionnement ont été caractérisés chez la levure (Strand et al., 1993).
des erreurs de réplication de l’ADN par ce système. Les critères élargis de Bethesda ont alors intégré dans leurs recommandations une sélection plus large des patients candidats à l’analyse MSI.
Les premières cartographies du génome ont identifié les loci des gènes MSH2 et MLH1 et certaines de leurs mutations responsables du syndrome de Lynch chez quelques familles, suggérant déjà l’hétérogénéité étiologique de ce syndrome (Aaltonen et al., 1993). Plus tard les gènes PMS1 et PMS2 furent décrits. C’est en 1997 qu’une mutation délétère du gène
MSH6 a été rapportée, bien que les membres de cette famille ne répondaient pas aux critères
d’Amsterdam I et présentaient essentiellement des cancers extra-coliques, faisant émerger la notion d’hétérogénéité phénotypique (Tableau 4). Les gènes MMR les plus fréquemment mutés sont MLH1 (40%) et MHS2 (34%). Les mutations de MSH6 comptent pour 18% des cas et des mutations de PMS2 sont retrouvées dans 8% des cas. Ne sont pas connues à ce jour de mutations des gènes MSH4, MSH5 et PMS1 associées au syndrome de Lynch (Peltomäki, 2016). Un certain nombre de cas est dû à une délétion de l’extrémité 3’ du gène EPCAM (Epithelial Cell Adhesion Molecule), qui conduit à une extinction épigénétique de MSH2 (Figure 4). Ce gène n’étant exprimé qu’au sein des tissus épithéliaux, l’extinction épigénétique de MSH2 n’a lieu que dans ce type de tissus, ce qui explique le phénotype des tumeurs liées à cette mutation (Ligtenberg et al., 2013). La base de données InSiGHT (International Society for Gastrointestinal and Hereditary Tumors), créée en 2004, répertorie depuis toutes les mutations identifiées responsables de cancers dans le syndrome de Lynch (Thompson et al., 2014).
Figure 4Implication des différentes altérations constitutionnelles des gènes MMR
31
Malgré les améliorations techniques, près de 30% des familles suspectées cliniquement de présenter un syndrome de Lynch demeurent sans mutation germinale identifiée. De rares familles ont permis de mettre en évidence une mutation épigénétique constitutionnelle du gène MLH1. Cette mutation entraîne la méthylation du promoteur et l’inhibition de la transcription de cet allèle dans les tissus sains et a été associée à un haplotype MLH1 présentant deux variants d’un nucléotide (Kwok et al., 2014). Cependant les mutations épigénétiques de MLH1 surviennent majoritairement de novo, ce qui explique l’absence d’histoire familiale de ces cas. Les mutations épigénétiques de MLH1 sont incriminées dans plus de 10% des cas de LS avec des tumeurs déficientes en protéine MLH1, mais sans mutation germinale retrouvée et dans une proportion équivalente de cancers sporadiques avec hyperméthylation du promoteur MLH1, survenant chez des personnes âgées de moins de 60 ans (Hitchins, 2013).
La pathogénicité de la plupart des mutations faux-sens des gènes MMR répertoriées demeure incertaine. Ces variants sont nommés VUS pour Variants of Uncertain Significance.
Mécanisme causal Hétérogénéité des phénotypes associés
Mutation hétérozygote de MLH1 LS : prédominance du CCR ; cancers extracoliques moins
fréquents qu’avec les mutations MSH2
Mutation hétérozygote de MSH2 LS : plus grande fréquence des cancers extracoliques
Mutation hétérozygote de MSH6 LS : prédominance des cancers de l’endomètre ; tumeurs
avec parfois un faible niveau d’instabilité microsatellitaire
Mutation hétérozygote de PMS2 LS : peuvent présenter un excès de polypes coliques ;
fréquence des cancers plus faible
Délétion hérézygote d’EPCAM
LS : inhibe l’expression de MSH2 ; souvent moins de risque de cancers extracoliques ; risque augmenté de cancers de l’endomètre
Epimutation monoallélique de MLH1
LS : l’expression phénotypique semble similaire à celle des porteurs de mutations MLH1 ; une certaine proportion de mutations épigénétiques de MLH1 sont héréditaires mais le plus souvent ces mutations arrivent de novo
Mutation biallélique de MSH2, 6,
MLH1 ou PMS2
Définit le syndrome CMMR-D ; très jeune âge de survenue des cancers (pédiatriques), hématologiques, du tractus urinaire, glioblastomes et neurofibromatose
Tableau 4 Hétérogénéité phénotypique des cancers associés aux mutations MMR
Pour qu’un cancer se développe chez ces patients génétiquement prédisposés par leur première mutation germinale héréditaire, il faut qu’un second événement génétique affecte l’allèle sauvage (Figure 5).
Figure 5 Evénements moléculaires lors du développement d’un CCR dans le LS
Adapté de (Lynch et al., 2015)
33
1.3.2. Caractéristiques et spectre du syndrome de Lynch
La majorité (70%) des cancers colorectaux survenant dans le syndrome de Lynch affectent le côlon droit proximal, au niveau de la courbure splénique et sont généralement « non polypoïdes ». Le phénomène de carcinogenèse colorectale est accéléré chez les patients souffrant de ce syndrome, en comparaison des formes sporadiques de CCR, seulement 2 à 3 ans contre 6 à 10 ans. Histologiquement ces cancers contiennent un excès de cellules mucineuses, peu différenciées et présentent un infiltrat lymphocytaire important (Figure 6). La présence de lymphocytes au sein de ces tumeurs entre probablement en ligne de compte dans l’avantage de survie connu chez ces patients en comparaison de ceux atteints d’un cancer sporadique au même stade (Watson et al., 1998).
.
Figure 6 Développement du syndrome de Lynch au niveau cellulaire
Adapté de (Lynch et al., 2015)
Figure 7 Modèle de susceptibilité du CCR
Adapté de (Jasperson et al., 2010)
Le phénotype d’instabilité microsatellitaire, caractéristique des tumeurs du syndrome de Lynch, est également retrouvé dans 15% des cancers colorectaux sporadiques dus à la méthylation du promoteur du gène MLH1. Cependant la mutation du gène BRAF (V600E) caractéristique, quant à elle, des cancers colorectaux sporadiques de phénotype MSI, n’est quasiment jamais retrouvée dans le syndrome de Lynch (Laurent-Puig et al., 2009), ce qui oriente le diagnostic.
35
Le Tableau 5 illustre les résultats de cette étude concernant les risques cumulatifs estimés des différents cancers en fonction du gène MMR muté, à partir de l’âge de 70 ans.
Colorectal Endomètre Ovaire
% de risque IC 95% % de risque IC 95% % de risque IC 95% MLH1 41 25-70 54 20-80 20 1-65 MSH2 48 30-77 21 8-77 24 3-52 MSH6 12 8-22 16 8-32 1 0-3
Tableau 5 Risques cumulatifs estimés par cancer en fonction du gène MMR muté
Adapté de (Bonadona et al., 2011b)
1.3.3. Particularités de la prise en charge et surveillance
Comme nous l’avons déjà abordé, la transmission d’une mutation germinale d’un des gènes MMR est autosomique dominante. Le diagnostic du syndrome de Lynch est aujourd’hui basé sur une combinaison de paramètres cliniques, l’analyse pathologique de la tumeur et/ou la recherche de mutation. L’immunohistochimie (IHC) permet d’étudier sur une coupe histologique l’expression tissulaire des protéines MMR. A l’état normal, ces protéines sont exprimées dans le noyau de nombreuses cellules en particulier de l’intestin par les cellules du tiers inférieur des cryptes de la muqueuse, par les lymphocytes et les cellules endothéliales du stroma de la tumeur, qui servent de témoins positifs à la technique. La perte d’expression est exclusive entre MLH1 et MSH2, c’est-à-dire qu’elle ne concerne que l’une de ces deux protéines, et ne s’observe que dans les cellules tumorales. La perte d’expression de protéines MMR sert à la fois de biomarqueur et oriente la recherche de mutation causale. Une perte spécifique de l’expression de PMS2 ou MSH6 implique une mutation germinale de PMS2 ou de MSH6 respectivement, alors que la perte de MLH1 et PMS2 en IHC tend à suggérer une mutation de MLH1 (PMS2 étant déstabilisée en l’absence de MLH1, cf. section 3.5.1). La sensibilité de cette technique est inférieure à celle du génotypage car toutes les mutations ne modifient pas nécessairement l’épitope reconnu par l’anticorps (pour revue (Olschwang et al., 2004).
37
.
Figure 8 Stratégie diagnostique du syndrome de Lynch
Adapté de (INCa, 2016)
Lorsque le diagnostic de syndrome de Lynch est posé, une surveillance particulière des patients est recommandée. Les facteurs de risque du cancer colorectal reconnus dans la population générale ont un impact similaire chez les personnes qui présentent cette prédisposition. Cependant la précocité de l’âge au diagnostic des cancers du spectre étroit du syndrome de Lynch, nécessite la mise en place d’une prévention et d’un dépistage adaptés et anticipés. Les recommandations concernant la prise en charge globale du syndrome de Lynch ont été récemment révisées par un groupe d’experts européens (Vasen et al., 2013). Le tableau suivant, (Tableau 6), issu de ce travail, résume le consensus révisé des recommandations de surveillance.
Site atteint Limite d’âge inférieure
Examen Intervalle
Colorectum 20-25 ans Coloscopie complète et chromocoloscopie à l’indigo carmin
1-2
Utérus / Ovaires 35-40 ans Proposition d’examen gynécologique, ultrasons transvaginaux, biopsie d’aspiration, discuter « les pour et les contre »
1-2
Estomac 30-35 Endoscopie gastrointestinale supérieure seulement recommandée chez les familles LS de régions avec une forte incidence de cancers gastriques, de préférence dans un cadre de recherche. Dépistage de tous les porteurs de plus de 25 ans de
l’infection à Helicobacter pylori
1-2
Tractus urinaire
30-35 Surveillance (cytologie urinaire et ultrasons) des porteurs de mutation MSH2 seulement dans le cadre de recherche ou si ces résultats sont systématiquement collectés par un registre de LS
1
Tableau 6 Protocole de surveillance du syndrome de Lynch
(LS, Lynch syndrome ; limite d’âge et intervalle en années)
39
des autres cancers (gastrique, intestin grêle, tractus urinaire, prostate et sein) n’est pas connu et nécessite d’être préalablement évalué. Il est important de ne pas négliger les effets psychologiques potentiellement néfastes que peuvent avoir ces dépistages et une surveillance accrue chez des personnes encore saines. Il a été mis en évidence que la prise régulière d’aspirine pouvait réduire de manière significative l’incidence des CCR chez les patients atteints de LS (Movahedi et al., 2015), (pour revue (Vasen et al., 2013).
Concernant la prise en charge chirurgicale du cancer colorectal dans le cadre d’un syndrome de Lynch, le risque de développer un deuxième cancer colorectal, après une colectomie partielle, en dépit de la surveillance accrue, est de 16% à 10 ans. Ce risque accru invite à considérer une résection plus étendue, même si cela doit être remis en perspective avec le risque réellement encouru et l’impact d’un tel traitement chirurgical sur la qualité de vie du patient et doit être discuté avec chacun, particulièrement chez les plus jeunes (Haanstra et al., 2012).
Nous verrons plus loin (3.5.4) que le système MMR, élément clé de la pathologie, est aussi impliqué dans la réponse globale à certaines formes de dommages à l’ADN (Sinicrope and Sargent, 2012). Bien qu’une sensibilité atténuée des cancers MSI au 5-FU ait été démontrée, il a également été mis en évidence une augmentation de la survie sans maladie (DFS) lors de l’utilisation de chimiothérapies adjuvantes associant l’oxaliplatine (Tougeron et al., 2016) ou le SN38 (Bertagnolli et al., 2009) au 5-FU. La poursuite des recherches pharmacogénomiques pourrait aboutir à des traitements plus adaptés à ces patients par une meilleure compréhension de l’effet de certaines mutations germinales sur les résultats thérapeutiques.
Un essai clinique a montré l’efficacité supérieure du pembrolizumab (KEYTRUDA®) qui est un anticorps monoclonal humanisé qui se lie au récepteur PD-1 (Programmed Death-1) et bloque son interaction avec les ligands PD-L1 et PD-L2, dans les tumeurs présentant une déficience MMR par rapport aux proficientes (Le et al., 2015). La voie de signalisation PD-1 est un rétrocontrôle négatif qui réprime l’activité cytotoxique de la réponse immunitaire TH1,
1.3.4. Lynch Like Syndrome
Au sein des familles qui remplissent les critères d’Amsterdam I, environ 80% d’entre elles présentent une anomalie héréditaire d’un gène MMR. La dénomination de Lynch Like
Syndrome (LLS) désigne les 60 à 70% de cas où le syndrome de Lynch est suspecté, mais où
les tests génétiques ne parviennent pas à identifier de mutation germinale des gènes MMR. Les tumeurs LLS sont MSI et l’IHC révèle une perte d’expression d’une protéine MMR. L’âge moyen de survenue d’un cancer colorectal dans ce contexte (53,7 +/- 16,8 ans) n’est pas statistiquement différent de celui du syndrome de Lynch (48,5 +/- 14,13 ans), mais significativement plus jeune que pour les cancers sporadiques (68,8 +/- 9 ans) (Rodríguez-Soler et al., 2013). Cela laisse supposer des mutations germinales non identifiées au moins pour une part de ces cas. Les apparentés ont un risque plus faible (2,12) de développer un cancer colorectal que ceux avec des mutations des gènes MMR (6,04), mais plus élevé que dans les familles sans prédisposition génétique où apparaissent les cancers sporadiques (0,48).
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d’une perte d’expression des protéines MMR. Peut-être une inactivation génétique ou épigénétique d’un gène suppresseur de tumeur contribue-t-elle à l’initiation de la tumeur dans des cellules haploinsuffisantes (Peltomäki, 2016). Les différentes présentations cliniques des membres d’une famille présentant un LLS suggèrent qu’il existe d’autres mécanismes capables d’engendrer une déficience en protéine MMR et un phénotype MSI. D’où la nécessité de rechercher de nouveaux gènes de susceptibilité aux cancers du côlon survenant dans un contexte de LLS.
La dénomination HNPCC regroupe différentes pathologies (Figure 9), dont les phénotypes présentent des similitudes. Une confirmation génétique du diagnostic permet de différencier certains des syndromes HNPCC, mais ne modifie pas à ce jour les recommandations de surveillance des patients et de leurs apparentés.
Figure 9 Dichotomisation du HNPCC en fonction du statut MSI
Adapté de (Carethers and Stoffel, 2015)
Enfin le syndrome de déficience MMR constitutionnelle (CMMRD, Constitutional
mismatch repair deficiency) est une rare condition où une mutation biallélique germinale
2. Bases moléculaires du cancer colorectal
2.1. Caractéristiques des cellules cancéreuses
L’être humain adulte est constitué de 10 000 milliards de cellules. Un milliard de cellules est renouvelé chaque jour pour remplacer les cellules perdues de façon continue dans les tissus à fort renouvellement, comme la peau, le tube digestif ou le système hématopoïétique. Il a été estimé que chaque cellule humaine est sujette à environ 70 000 lésions par jour (Lindahl and Barnes, 2000). Le mécanisme de division cellulaire est régulé par un grand nombre de protéines intervenant transitoirement et dans un ordre précis. Si cette régulation est perturbée, les cellules échappent aux différents freins qui limitent leur capacité de division et prolifèrent anormalement jusqu’à former une tumeur (une tumeur de 1 mm de diamètre correspond à l’accumulation d’un million de cellules cancéreuses) (Meijer, 2003). De même, la plupart des lésions de l’ADN subies chaque jour sont normalement efficacement réparées. Des mutations de gènes critiques, les gènes suppresseurs de tumeurs, les oncogènes ou encore les gènes impliqués dans la réparation des dommages de l’ADN, entraînent un stress réplicatif et transcriptionnel responsable de l’instabilité génétique et d’une perte progressive de la différenciation (Tubbs and Nussenzweig, 2017). Cela permet d’appréhender la progressivité du processus de transformation qu’est la tumorigenèse, qui s’étend sur de nombreuses années (Vogelstein et al., 2013a).
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Figure 10 Caractéristiques des cellules cancéreuses
Adapté de (Hanahan and Weinberg, 2011)
immortelles, comme les cellules cancéreuses humaines, permettant de déjouer l’érosion des télomères (Blasco, 2005).
La mort cellulaire programmée par apoptose est elle aussi une barrière naturelle au développement cancéreux, déclenchée en réponse à un stress physiologique quelle que soit sa provenance. Le système apoptotique est composé de régulateurs et d’effecteurs capables de recevoir, d’intégrer et d’induire des signaux de mort cellulaire qui aboutissent à l’activation de protéases, normalement latentes (caspases 8 et 9). Ces caspases vont réaliser des cascades de protéolyse au cours desquelles les cellules vont être peu à peu désassemblées, puis phagocytées. Ce système apoptotique est contrôlé par un équilibre différentiel entre les membres pro et anti-apoptotiques de la famille des protéines régulatrices Bcl-2 (Adams and al., 2007). Les cellules tumorales sont capables de contourner l’apoptose, par autant de voies qu’il en existe pour l’activer.
Enfin, la nécrose est un autre type de mort cellulaire qui apparaît génétiquement contrôlé dans certaines circonstances. Elle entraîne un gonflement des cellules nécrotiques jusqu’à l’éclatement, ce qui libère dans le milieu environnant des molécules informatives, telles que des cytokines pro-inflammatoires (IL1α). Ces molécules pro-inflammatoires permettent de recruter des cellules inflammatoires du système immunitaire, ce qui stimule la prolifération des cellules, l’angiogenèse et l’invasion (Galluzzi and Kroemer, 2008).
2.2. Phénotypes moléculaires d’instabilité génomique
